电力工程基础第5章习题答案
发电厂电气部分第五章习题解答word
发电厂电气部分第五章习题解答word第五章厂用电5-1什么叫厂用电和厂用电率5-2厂用电的作用和意义是什么5-3厂用电负荷分为哪几类为什么要进行分类5-4对厂用电接线有哪些基本要求5-5)厂用电接线的设计原则是什么对厂用电压等级的确定和厂用电源引接的依据是什么5-6在大容量发电厂中，要设启动电源和事故保安电源，如何实现5-7火电厂用电接线为什么要按锅炉分段为提高厂用电系统供电可靠性，通常都采用哪些措施5-8发电厂和变电站在自用电接线上有何区别5-9何谓厂用电动机的自启动为什么要进行电动机自启动校验？如果厂用变压器的容量小于自启动电动机总容量时。
应如何解决5-10已知某火电厂用6kv备用变压器容量为12.5MVA，Uk（%）=8，要求同时自启动电动机容量为11400KW,电动机自启动平均电流倍数为 5.，试校验该备用变压器容量能否满足自启动要求‘5-11厂用母线失电的影响和应采取的措施？5-12厂用电源的各种切换方式及其优缺点答案: 5-1发电机在启动，运转，停役，检修过程中，有大量由电动机拖动的机械设备，用以保证机组的主要设备和输煤，碎煤，除煤，除尘及水处理的正常运行。
这些电动机以及全长的运行，操作，实验，检修，照明用电设备等都属于厂用负荷，总的耗电量，.统称为厂用电。
厂用电耗电量占发电厂全部发电量的百分数，称为厂用电率。
5-2发电机在启动，运转，停役，检修过程中，有大量电动机拖动的机械设备，用以保证机组的主要设备和输煤，碎煤。
除灰，除尘及水处理的正常运行。
降低厂用电率降低电能成木，同时也相应地增大了对电力系统的供电量。
5-3厂用电负荷，按照其用电设备在生产中的作用和突然中断供电所造成的危言程度，按其重要性可分为四类:(1)一类负荷:凡是属于短时停电会造成主设备损坏，危及人身安全，主机停用及影响大量出电的厂用设备，都属于一类设备。
(2)二类设备:允许短时断电，恢复供电后，不致造成生产紊乱的常用设备称为二类设备。
电力工程基础(课后习题答案)..
第一章1-1 什么是电力系统？建立联合电力系统有哪些好处？答：电力系统是由发电厂、变电所、输配电线路和电力用户组成的整体。
建立联合电力系统的优点是：可以减少系统的总装机容量；可以减少系统的备用容量；可以提高供电的可靠性；可以安装大容量的机组；可以合理利用动力资源，提高系统运行的经济性。
1-2 电能生产的主要特点是什么？对电力系统有哪些要求？答：电能生产的主要特点是：电能不能大量存储；过渡过程十分短暂；与国民经济各部门和人民日常生活的关系极为密切。
对电力系统的基本要求是：保证供电的可靠性；保证良好的电能质量；为用户提供充足的电能；提高电力系统运行的经济性。
1-3 我国规定的三相交流电网额定压等级有哪些？用电设备、发电机、变压器的额定电压与同级电网的额定电压之间有什么关系？为什么？答：我国规定的三相交流电网额定压等级，低压有0.22/0.127 kV、0.38/0.22 kV和0.66/0.38kV；高压有3 kV、6 kV、10 kV、35 kV、60 kV、110 kV、220 kV、330 kV、500 kV和750 kV。
用电设备的额定电压规定与同级电网的额定电压相同；发电机的额定电压应比同级电网额定电压高5%；变压器一次绕组的额定电压，对于降压变压器，应等于电网的额定电压，对于升压变压器，应等于发电机的额定电压；变压器二次绕的额定电压，当二次侧供电线路较长时，应比电网额定电压高10%，当变压器二次侧供电线路较短时，应比同级电网额定电压高5%。
1-4 衡量电能质量的主要指标有哪些？简述它们对电力系统的主要影响。
答：衡量电能质量的主要指标有：频率偏差、电压偏差、电压波动与闪变、高次谐波（波形畸变率）、三相不平衡度及暂时过电压和瞬态过电压。
对电力系统的主要影响（略）。
1-5 什么叫小电流接地系统？什么叫大电流接地系统？小电流接地系统发生一相接地时，各相对地电压如何变化？这时为何可以暂时继续运行，但又不允许长期运行？答：中性点不接地和中性点经消弧线圈接地的系统称为小电流接地系统；性点直接接地（或经低电阻接地）的系统称为大电流接地系统。
供配电第五章课后习题答案
习题解答（五）学习单元一1. 电力变压器的作用是什么？变压器是一种静止的电气设备，是应用电磁感应原理，在频率不变的基础上将电压升高或降低，电力变压器是变电所中最重要的设备，属于变换类设备。
主要作用是传输电能，将电力系统中的电力电压升高或降低，以利于电力的合理输送、分配和使用。
2. 电力变压器的主要技术参数有哪些？（1）额定容量S N.T（kV·A）。
（2）额定电压U N（kV或V）。
（3）额定电流I N(A)。
（4）额定频率f N (Hz)。
（5）阻抗电压U d%。
（6) 空载电流I0%。
（7）空载损耗P0。
（8）短路损耗P d。
（9）额定温升。
（10）冷却方式。
学习单元二1.什么是电力变压器的实际容量？什么是电力变压器的额定容量？电力变压器的额定容量S N.T（kV·A）。
指在额定工作状态下变压器能保证长期输出的容量。
由于变压器的效率很高，所以规定一、二次侧的容量相等。
电力变压器的实际容量是指变压器在实际使用条件（包括实际输出的最大负荷和安装地点的环境温度）下，在不影响变压器的规定使用年限（一般为20年）时所能连续输出的最大视在功率S T，单位是kVA。
2、某工厂变电所有两台SL7-500/10型配电变压器（Yyn0联结）。
试计算这两台变压器（查有关手册得SL7-500/10型变压器的有关数据ΔP0= 1. 08kW，ΔP k=6. 的经济运行的临界负荷。
9kW ， I 0% = 2.1 ，U k % =4。
）解 已知SL7-500/10型配电变压器（Yyn0联结）的有关技术数据: ΔP 0= 1. 08kW ，ΔP k =6.9kW ， I 0% = 2.1 ，U k % =4。
由式（5-14）得var 5.105001001.2100%.00k S I Q T N =⨯=≈∆ 由式（5-15）得var 205001004100%.k S U Q T N k N =⨯=≈∆ 取K q =0.1。
电力系统分析理论课后第五章答案
确定调相机容量p180(5-34)
Qc
V2c max X
(V2c max
V2'cmax kT
)kT2
10.4 (10.4 93.8823) 102 M var
80
10
13.156M var
取补偿电容量为QC 13M var ，验算最大负荷时受端低压侧的实际电 压：
（1）求最大、最小负荷时各绕组的电压损耗
最大负荷时：
V max
P R Q X V max
12 3 9 65 KV 112
5.5446KV
VⅡmax
PⅡRⅡ QⅡXⅡ V max V max
6 4 15 112 5.5446
KV
0.1785KV
KV
6KV
VⅢ min
112.2273 6.6 115.5
K压母线的调压要求，由高中压两侧选择中压绕组的分接 头。最大最小负荷时中压母线调压要求为35-38KV。
最大、最小负荷时中压绕组分接头电压为：
VtⅡmax
V' tⅡmax
Vt VtⅡmax
35 115.5 KV 106.2769
V' 2C max
117
12.798
104 .2(kV)
V2C max
V' 2C max K
104 .2 10
10.42kV
最小负荷时调相机按50％额定容量欠励磁运行，因而有：
QC 6.5M var
S m in
12 2
(9 6.5)2 110 2
大学电工电子基础习题参考答案：第5章习题习题参考答案
第五章习题参考答案5.1 题5.1的图所示的是三相四线制电路，电源线电压l U ＝380V 。
三个电阻性负载接成星形，其电阻为1R =11Ω，2R =3R =22Ω。
(1)试求负载相电压、相电流及中性线电流，并作出它们的相量图；(2)如无中性线，求负载相电压及中性点电压；(3)如无中性线，当L1相短路时求各相电压和电流，并作出它们的相量图；(4)如无中性线，当L3相断路时求另外两相的电压和电流；(5)在(3)，(4)中如有中性线，则又如何?1L 2L 3L N题5.1的图解： ○1各相负载两端电压都等于电源相电压，其值为：V V U U l P22033803===。
各负载相电流分别为：()()AI I I I I I A R UI A R U I A R U I N P P P 1030cos 30cos 30sin 30sin 10,10,202232132332211=︒-︒++︒-︒-=======相量图如图（b ）所示。
○2因为三相电源对称，而三相负载不对称时，由于无中性线，将使电源和负载中点之间的电位差不为零，而产生中性点位移。
设 V U U ︒∠=011 ()()()V V U U U V V U U U VV U U U V V R R R R U R U R U U NN N N N N N N ︒∠=︒∠-︒∠=-=︒-∠=︒∠-︒-∠=-=︒∠=︒∠-︒∠=-=︒∠=++︒∠+︒-∠+︒∠=++++=131252055120220131252055120220016505502200552212211112212022022120220110220111''''3'32'21'1321332211○3若无中性线，1L 相短路，此时电路如图（c ）所示，此时1L 相的相电压01=U ，2L 相、3L 相的相电压分别等于2L 、1L 之间、3L 、1L 之间的线电压，所以有：V U U V U U ︒∠==︒-∠=-=150380,150380313122 各相电流为：()()A A I I IV R U I VR U I ︒∠=︒∠+︒-∠-=+-=︒∠==︒-∠==0301503.171503.171503.171503.17321333222 相量图如图（d ）所示○4若无中线，3L 相断路，电路如图（e ）所示，1L ，2L 两相成了串联电路： V V R I UV V R I U AA R R U I I ︒∠=⨯︒∠=∙=︒∠=⨯︒∠=∙=︒∠=+︒∠=+==3025322305.113012711305.11305.11221130380222111211221 ○5当有中性线，1L 相短路或3L 相断路，其他相电压、电流均保持不变。
电力工程基础习题答案（王锡凡）第五章
电力工程基础习题答案（王锡凡）第五章第五章远距离大容量输电5-1 影响线路传输容量的约束条件主要有哪些？对于远距离输电线路而言，最主要的约束条件是什么？答：约束条件有：热极限、电压约束、稳定性约束；对于远距离输电线路而言，最主要的约束条件是稳定性约束。
5-2 为什么说当线路输送功率为自然功率时，其沿线电压的幅值处处相等？答：线路终端负荷阻抗为2Z ，无损耗线路波阻抗为c Z ，当c Z Z =2阻抗匹配时，如果nU U U ==21，线路在额定电压下运行，则此时线路输送的功率为自然功率。
无损耗线的基本方程为??+=+=x Z U j x I I x Z I j x U U c x c x ββββsin cos sin cos 2222 当c Z Z =2时，2222I Z I Z U c ==，则方程化简为()()??=+==+=x j x x j x e I x j x I I e U x j x U U ββββββ2222 sin cos sin cos 线路上各点的电压幅值相等，电流的幅值也相等，且电流与电压同相位。
5-3 判断简单电力系统静态稳定的条件是什么？提高静态稳定的措施有哪些？答：简单电力系统静态稳定的判据是：0>δd dP E ，即δcos ∑=X U E dt dP q E 。
090<δ，稳定运行；090=δ，静稳极限；090>δ，不稳定运行。
提高静态稳定的措施：1、提高系统电压；2、采用自动励磁调节装置；3、调节元件的电抗，做法有：采用分裂导线，采用串联电容补偿，一般补偿度不超过50%。
5-4 简单电力系统是由等值电抗50.=G X 的发电机，经过01.=L X 的串联电抗连接至无限大母线组成。
设无限大母线电压为0001∠=.U，发电机端电压保持为1.20，试计算系统的静态稳定功率极限。
解：设发电机发送的功率为1 1）计算发电机母线端电压GU 的相角0G δ 发电机电磁功率：10121100=?===G G L G E X UU UI P δδ?sin ..sin cos 求得：004456.=G δ 2）计算电流I00060180551336600101001445621........∠=+=∠-∠=-=j j jX U U I L G 3）计算qE0007371579149981495205160180551001........∠=+=?∠+∠=+=∑j j X I j U E q 所以静稳极限对应的功率极限为：05315115791...max =?==∑X UE P q 储备系数：%.%.%max 3510011053110000=?-=?-=P P P K p5-5 什么是电力系统次同步谐振？产生的原因是什么？如何克服？答：5-6 什么是电力系统的暂态稳定性？可采用什么方法分析？如何判断电力系统的暂态稳定性？答：电力系统暂态稳定是指系统在某个运行情况下突然受到较大的扰动之后，能否经过暂态过程达到新的稳定运行状态或回到原来的状态。
电力工程基础 第5章习题答案
第五章5—1 熄灭电弧的条件是什么？开关电器中常用的灭弧方法有哪些?答：灭弧的条件是去游离率大于游离率。
开关电器中常用的灭弧方法有速拉灭弧法、冷却灭弧法、吹弧灭弧法、长弧切短灭弧法、粗弧分细灭弧法、狭缝灭弧法、采用多断口灭弧法和采用新型介质灭弧法等.5-2 高压断路器、高压隔离开关和高压负荷开关各有哪些功能？答：高压断路器不仅能通断正常负荷电流,而且能切断一定的短路电流，并能在保护装置作用下自动跳闸，切除短路故障；高压隔离开关的主要功能是隔离高压电源,保证人身和设备检修安全,同时还具有倒闸操作和通断小电流的功能；高压负荷开关可以通断一定的负荷电流和过负荷电流，有隔离开关的作用,但不能断开短路电流。
5-3 倒闸操作的基本要求是什么？答：倒闸操作的基本要求是：合闸送电时，先合上隔离开关,再合上断路器;跳闸断电时，先断开断路器，再断开隔离开关.5-4 低压断路器有哪些功能？按结构型式可分为哪两大类?答：低压断路器既能带负荷通断电路,又能在线路发生短路、过负荷、低电压（或失压)等故障时自动跳闸.低压断路器按结构型式分，有塑料外壳式和万能式两大类。
5-5 熔断器的主要功能是什么？什么是“限流"式熔断器?答：熔断器的主要功能是对电路及其设备进行短路或过负荷保护。
“限流”式熔断器是指熔断器的灭弧能力很强，灭弧速度很快,能在短路电流未达到冲击值以前完全熄灭电弧。
5-6 避雷器有何功能？有哪些常见的结构型式？各适用于哪些场合？答：避雷器用于防止雷电产生的过电压沿线路侵入变配电所或其他建筑物内，以免危及被保护设备的绝缘.避雷器按结构型式分，有保护间隙、管型避雷器、阀型避雷器和金属氧化物避雷器等。
其中，保护间隙和管型避雷器一般用于户外输电线路的防雷保护,阀型避雷器和金属氧化物避雷器主要用于变配电所的进线防雷电波侵入保护.5—7 Dyn11接线配电变压器和Yyn0接线配电变压器相比较有哪些优点？答:Dyn11接线变压器能有效地抑制3的整数倍高次谐波电流的影响；Dyn11接线变压器的零序电抗比Yyn0接线变压器小得多，更有利于低压侧单相接地短路故障的切除；Dyn11接线变压器承受单相不平衡负荷的能力远比Yyn0接线的变压器大。
电气工程基础--答案--交大
(b) G1 10.5KV；T1 10.5/121KV ；T2 110/11KV ；T3 G2 (c) 6.3KV ；T4 35/6.6KV ； T5
3-3，全年消耗电能
A=∫
8760
0
p(t )dt = 6000 * 3000 + 3200 * 3000 + 2500 * 2760
= 345 * 10 5 KW ⋅ h
最大负荷利用小时数
Tmax =
A 345 *10 5 = = 5750h Pmax 6000
3-4，异步电动机的等值电路如教材书图 3-7 无功功率与电压的静态关系：异步电动机的无功功率 Q 由无功漏磁功率 Qs 和无功励磁 功率 Qμ组成，功率表示如下：
•
• μ0 1 1 • 1 • (ln I I ⋅ ⋅ ⋅Ic) a + ln b + ln 2π 2D D r ⋅ e −1 / 4
同理，b 相某段电压降为 Δ U b = jω
•
μ0 2D • (1 / 4 + ln )⋅Ib 2π r
c 相某段电压降为 Δ U c = jω 所以题目得证！ 4-6，解：等值半径 Rs = 几何均距 Deq = 12m 每公里电抗 x = 0.1445 lg
第二章 基本概念 2-1 ，解：储存于电感磁场的能量 Wmf =
1 1 2 L ⋅ i 2 = LI m ⋅ sin 2 (ωt + ϕ ) ，相应的功率为 2 2
电气工程基础习题答案
《电气工程基础》题解（第 1 章）
4
螺旋形涡壳推动水轮机旋转，水轮机的转子带动同轴发电机旋转发电。与火电厂 相比，水电厂的生产过程相对简单，水能成本低廉，无污染，水电厂易于实现自 动化控制和管理，能适应负荷的急剧变化，调峰能力强，且水电厂的兴建还可以 同时解决防洪、灌溉、航运等多方面的问题，从而实现江河的综合利用。但是水 电建设也存在投资大、建设工期长、受季节水量变化影响较大等缺点，且建设水 电的过程中还会涉及到淹没农田、移民、破坏自然和人文景观以及生态平衡等一 系列问题，都需要统筹考虑、合理解决。 核电厂利用核能发电，核能发电的过程和火力发电过程类似，只是其热能是 利用置于核反应堆中的核燃料在发生核裂变时释放出的能量而得到的。 核电厂的 主要优点是可以大量节省煤、石油等燃料。
1
⑷与国民经济各部门关系密切。 电能被广泛的应用于国民经济的各个部门和 人们生活的各个方面，且整个社会对电能的依赖性也越来越强，电力供应不足和 电力系统故障造成的停电， 给国民经济造成的损失和对人们日常生活的影响也越 来越严重。 组成电力系统运行的优点有： ⑴合理利用资源，提高系统运行的经济效益。在电力系统中，通过不同类型 的火电厂、水电厂、核电厂之间的调节和互补，可以充分利用水力资源、降低煤 耗，保证系统有充足的电能供应，提高电力系统运行的整体效益。 ⑵可以减小总负荷的峰值，充分利用系统的装机容量，减小备用容量。组成 电力系统后，由于各个地区的负荷尖峰的相互交错，系统的最高负荷一定会比各 地区的最高负荷之和要小，因此，系统的装机容量就可以得到充分利用。另一方 面，组成系统后，由于系统中的所有发电机都并列运行，其负荷可以相互调节， 各机组互为备用，所以整个系统实际所需的备用容量，要比按各个电厂孤立运行 时所需的备用容量要小的多。 ⑶可以大大提高供电的可靠性和电能质量。组成电力系统后，由于在系统中 是多个发电厂并列运行，个别机组发生故障时对系统电能质量的影响甚微；且故 障机组退出运行后，它所带的负荷可由系统中其它运行的机组和备用机组分担， 因此可大大提高供电的可靠性和电能质量。 ⑷可以采用高效率的大容量发电机组。运行经验表明，大容量发电机组的运 行效率较高，而其单位容量的基建投资和运行费用均相对较低。组成大的电力系 统后，由于有足够的备用容量可使大容量机组的运行无后顾之忧，可以充分发挥 其效益，提高电力系统整体运行的经济性。 1-3 动力系统、 电力系统及电力网各自由哪些部分组成？对电力系统的运行有何 要求？ 答：动力系统是由带动发电机转动的动力部分、发电机、升压变电所、输电 线路、降压变电所和负荷等环节构成的整体；电力系统是由发电机、电力网和负 荷组成的统一体；电力网则是由各类降压变电所、输电线路和升压变电所组成的 电能传输和分配的网络， 对电力系统运行的基本要求有
电工学概论习题答案_第五章
5-1. 说明人体触电致死的原因。
答：触电就是指人体的不同部位同时接触到不同电位的带电体时，人体内就有电流通过而造成对人体的伤害。
触电所造成的伤害主要有电击和电伤。
电击是人体加上一定电压后，人体电阻迅速减小，而使通过人体的电流增大，造成人体内部组织损坏而致死亡。
电伤是电流的热、化学、机械效应所造成身体表面皮肤、肌肉的伤害。
常见为电弧烧伤、灼伤人的脸面、肢体等部分，情况严重的也会导致死亡。
5-2. 解释跨步电压、接触电压的含义，说明在何种情况下能够发生跨步电压、接触电压触电。
答：当系统发生故障时，如输电线断裂接地、设备碰壳短路或遭受雷击等，将会有很大的电流流过接地体进入大地，接地体及其周围的土地将有对地电压产生。
对地电压以接地体处最高，离开接地体，对地电压逐渐下降，约至离接地体20米处对地电压降为零。
此时当人接地体附近行走时，在两脚之间将有一个电压存在，这种电压称为跨步电压。
发生短路故障的设备有对地电压，人触及设备外壳会有电压加于人体，这种电压称为接触电压。
跨步电压和接触电压触电，一般在雷击或有强大的接地短路电流出现时发生。
5-3. 怎样会发生触电事故？为了避免触电，我们在使用电器，接电操作时应注意哪些问题？答：电对人体的伤害是人体触电所造成的。
触电就是指人体的不同部位同时接触到不同电位的带电体时，人体内就有电流通过而造成对人体的伤害。
要防止发生触点事故最主要的是人必须按照规定的安全操作规程操作与使用用电器，以及用电器的电气安全性能必须符合要求，即在长期使用的过程中不发生漏电现象及因之形成的设备表面带电。
5-4. 在进行电工实验时，为什么在合上电源时操作者一定要通知同组同学注意？为什么在实验过程中不允许带电改接电路？答：因为在电工实验时电源电压通常为220V，当人接触此电压用电器时会造成触电事故可能危及生命。
因此合上电源时操作者一定要通知同组同学注意，避免其它同学在不知情的情况下误接触到连接到电源上的实验设备。
电力工程-11 第五章 变电所的一次系统(7-9)
路器和旁路隔离开关
等设备，使配电装置
复杂，投资增大，且
隔离开关要用来操作，
增加了误操作的可能
性。
正常运行，旁路母线不带电
图5-51 单母线带旁路母线接线
检修 QF4?
10
5.7 电气主接线
5. 双母线接线 每一回路都通过一台断路器和两组隔离开关与两组母线
相连，其中一组隔离开关闭合，另一组隔离开关打开，两组 母线之间通过母线联络断路器（简称母联）连接起来，如图 5-52所示。
双母线接线多用于电源和引出线较多的大中型发电厂和 电压为220kV及以上的区域变电所。 6. 桥形接线
当变电所具有两台变压器和两条线路时，在线路—变压 器单元接线的基础上，在其中间跨接一连接“桥”，便构成 桥形接线，如图5-53所示。
13
5.7 电气主接线
➢内桥接线：桥断路器 在线路断路器之内。
桥内形桥接适线用的于优电点源：进四线个 回线路路只较有长三而个变断压路器器又，不投 资需小要，经接常线切简换单的，场供所电。的 可➢靠外性桥和接灵线活：性桥较断高路，器适 用在于线向路一断、路二器类之负外荷。供电。
图5-53 桥形接线
a）内桥 b）外桥
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5.7 电气主接线
➢一、二次侧均采用单母线分段接 线：适用于具有两回及以上电源进 线或一、二次侧进出线较多的总降 压变电所。
特点：供电可靠性高，运行灵活，但所 用高压开关设备较多，投资较大，可用 于一、二类负荷。
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5.7 电气主接线
➢一、二次侧均采用双母线接线： 适用于负荷容量大，进、出线回路 多的发电厂或区域变电所。
序
号
项目
数据
1
UW.max/ kV
10
电力工程基础 课后答案
电力工程基础学习指导及习题解答2006．11第一章电力工程基础一、重点和难点1．火力发电厂、水力发电厂以及核电站的能量转换过程，以及它们在生产成本、生产效率、厂用电率和机组启停速度方面的区别。
2．现代电力系统的概念（了解反映电力系统常用的基本参数）；变电所的分类。
3．负荷的分级和供电要求。
★★4．电力系统的质量指标。
★★5．电力系统的接线方式。
★★6．我国交流电力网和电气设备的额定电压―――发电机、变压器、输电线路的额定电压的确定。
★★★7．电压等级的选择尤其是供电电压的选择。
二、作业1．确定图中（略）所示供电系统中发电机和所有变压器的额定电压。
分析：作业中需要注意的问题包括①电力系统中的电压除非特别说明一般指的都是线电压。
因此变压器的变比一般都是线电压和线电压之比，单位kV。
②对于某些电压等级国家规定的其1.05倍的电网额定电压往往取的是整数值，如380×1.05＝400V，以后的短路电流计算中常用的35kV和110kV电压等级的平均额定电压分别是37kV和115kV。
③如果同时标出相电压和线电压其形式如：220/380V，即220V为相电压，380V 为线电压。
答案：发电机的额定电压为10.5kV，即电网额定电压的1.05倍；变压器T1的额定电压为10.5/38.5kV；变压器T2的额定电压为35/6.6kV；变压器T3的额定电压为10/0.4kV；三、课外学习1．电力与国民经济发展之间的关系。
能源弹性系数；电力弹性系数2．查找火力发电厂生产过程的详细资料并了解其能量的转换原理以及锅炉、汽轮机和发电机的基本结构、生产过程，并了解整个发电厂的组成。
★2．我国核电站的情况。
2．了解现代新型发电形式以及目前的情况和发展前景。
3．了解世界各国电压等级的频率的情况，寻找电压等级确定的规律。
4．查找各级负荷的实例并分析它们的供电情况。
5．查找电力系统可靠性的概念、指标以及目前各国电力系统可靠性的情况。
电力工程-8 第五章 变电所的一次系统(1-2)
近阴极效应：弧隙两端电极极性改变，阳极区形成正离子层
——起始介质强度（150～250V）
此后介质强度的恢复取决于Iar、T
弧隙电压的恢复
与线路结构、参数、负荷性质等有关； 电源电压高； 电路功率因数小； 电路固有振荡频率大； 电弧熄灭前电流大
18
交流电弧的熄灭
游离 途径
阴极
强电场 +
发射
碰撞 游离
+
热 游离
热电子
+ 发射
2.电弧熄灭的物理过程：
❖ 去游离：自由电子与正离子相互吸引发生中和的现象
复合： 正、负电荷相遇中和
——电极表面复合、空间复合
扩散： 正、负电荷逸出到周围介质中冷却中和
——温差越大，扩散作用越强
❖ 电弧稳定燃烧：去游离=游离
❖ 熄弧：
去游离>游离
说明：断路器合闸时，操作机构必须克服断路器开断弹簧的阻力和可动部分的 重量及摩擦阻力等，所以合闸操作需做的功很大；断路器跳闸时，只要将维持 机构的脱扣器释放打开，在跳闸弹簧的作用下可迅速跳闸，所以跳闸操作所需 做的功很小。
➢手动式（CS型） ➢能直手流动电跳、磁合式闸（和远C距D离型跳）闸，不能远距离合闸，操作电源为交流。 ➢能作弹手可簧动靠储和，远制能距造式离成（跳本合低C闸，T型，但便需）于直实流现操自作动电化源，，结且构合简闸单功，率零大件。数量少，工
1—静触头 2—吸弧铁片 3—横吹灭弧沟
4—纵吹油囊 5—电弧 6—动触头
25
5.2 高低压开关电器
图5-8为单压式SF6断路器灭弧室的结构。 图5-9为LW36-126型SF6断路器的 外形结构。
图5-6 LW36-126型SF6断路器
供电工程 课后习题答案
习题解答提示第一章1-1 提示：参见教材P1。
1-2 提示：参见教材P1～P3 。
1-3 提示：见下页表。
1-4 提示：参见教材P10～P12 。
1-5 提示：参见教材P11 。
1-6 提示：参见教材P12 ～P13 。
1-7 提示：参见教材P13 ～P15 。
1-8 提示：参见教材P15 。
1-9 提示：参见教材P16 。
1-10 提示：T1，T2一次侧与G直接相连，T3，T4一次侧与电网直接相连；110kV、10 kV线路长，0.38 kV线路短。
1-11 提示：总降压变压器一次侧与电网直接相连，二次侧10 kV线路短（厂区内部），车间变压器一次侧与电网直接相连，二次侧0.38 kV线路短。
1-12 提示：根据教材P8公式（1-1）计算IC，当IC<30A时，不需要改为经消弧线圈接地。
1-3题中性点接地方式的比较表第二章2-1 提示：参见教材P18。
2-2 提示：参见教材P19。
2-3 提示：参见教材P18和P21～P22。
2-4 提示：参见教材P26。
2-5 提示：参见教材P28和P18 。
2-6 提示：参见教材P31。
2-7 提示：参见教材P39。
2-8 提示：第一步求各组用电设备的计算负荷，对行车，要求设备容量统一换算到，对点焊机，要求设备容量统一换算到；第二步计算总计算负荷（可取K∑p＝0. 95，K∑q＝0.97 ）。
2-9 提示：采用利用系数法（步骤参见例2-3）分别计算两组用电设备的计算负荷，然后进行比较，从而说明设备容量组成不同对最大负荷的影响。
2-10 提示：先将各相所接的单相设备容量大致相同（不能只接在一相上），然后将其等效成1台三相设备进行负荷计算。
2-11 提示：计算单元和整栋楼的计算负荷时，都将其当成一组用电设备，然后按附录表3选取Kd 值，2-12 提示：（1）确定补偿容量时，采用低压侧计算负荷代入公式计算，取 。
（2）确定高压侧计算负荷时，变压器损耗可按经验公式估算。
《电力工程基础》习题与解答
第一章发电厂概述习题与解答一、简答题1、简述水力发电、火力发电和风力发电的能量转换过程。
答：水力发电是将水流的动能转换为机械能，再将机械能转换为电能的过程。
火力发电是将燃料的化学能转换为热能，再将热能转换为机械能，然后再将机械能转换为电能的过程。
风力发电是将空气的动能转换为机械能，再将机械能转换为电能的过程。
2、火电厂按照原动机不同可分哪几类火电厂的三大主机是什么答：火电厂按照原动机不同可分为汽轮机电厂、燃气轮机电厂、蒸汽—燃气轮机联合循环电厂。
锅炉、汽轮机、发电机是常规火力发电厂的三大主机。
3、简述蒸汽动力发电厂的生产过程。
答：燃料送入锅炉燃烧放出大量的热能，锅炉中的水吸收热量成为高压、高温的蒸汽，经管道有控制地送入汽轮机，蒸汽在汽轮机内降压降温，其热能转换成汽轮机转轴旋转机械功，高速旋转的汽轮机转轴拖动发电机发出电能，电能由升压变压器升压后送入电力系统，而做功后的乏汽（汽轮机的排汽）进入凝汽器被冷却水冷却，凝结成水由给水泵重新打回锅炉，如此周而复始，不断生产出电能。
4、常规燃煤火电厂对环境的污染主要体现在哪些方面答：主要是烟气污染物排放、灰渣排放、废水排放，其中烟气排放中的粉尘、硫氧化物和氮氧化物经过烟囱排入大气，会给环境造成污染。
5、目前比较成熟的太阳能发电有哪些形式答：太阳能热发电和太阳能光发电。
6、简述闪蒸地热发电的基本原理。
答：来自地热井的热水首先进入减压扩容器，扩容器内维持着比热水压力低的压力，因而部分热水得以闪蒸并将产生的蒸汽送往汽轮机膨胀做功。
如地热井口流体是湿蒸汽，则先进入汽水分离器，分离出的蒸汽送往汽轮机做功，分离剩余的水再进入扩容器（如剩余热水直接排放就是汽水分离法，热能利用不充分），扩容后得到的闪蒸蒸汽也送往汽轮机做功。
7、简述双循环地热发电的基本原理。
答：地下热水用深井泵加压打到地面进入蒸发器，加热某种低沸点工质，使之变为低沸点工质过热蒸汽，然后送入汽轮发电机组发电，汽轮机排出的乏汽经凝汽器冷凝成液体，用工质泵再打回蒸发器重新加热，重复循环使用。
《电工基础》课后习题解答
解 （1）电路发生断路故障，故障点在灯泡处。 （2）电路发生短路故障，短路点在灯泡处。 （3）电路发生断路故障，故障点在电流表处或 在电池和滑线电阻处。 （4）电路中电阻过大，灯泡电压很低，接触点 处接触不良，滑线电阻阻值过大。
图1－39
1－15 在图1－40所示电路中，若以f点作为参考点，试计 算c、d两点的电位。
图1－44
1－21 在图1－45所示电路中，已知U1=1V，试求电阻R。
解 各电量参考方向如图所示
1 I1 1 A 1 U 2 12 1 11 V 11 5 .5 A 2 I 3 I 2 I 1 5 .5 1 4 .5 A I2 U 4 18 1 3 4.5 5.5V 5 .5 5 .5 A 1 I I 4 I 3 5 .5 4 . 5 1 A I4 U 12 5.5 6.5V 6 .5 R 6.5 1
解
12 I 1 2A 24 6 图1－40 I2 2A 1 2 V c U cf U af U ba U cb 12 2 2 0 8V V d U df U dc U cb U ba U af 2 1 0 2 2 12 10V
1－3 下述说法中错误的是（ D ）。 A.电阻元件是一种耗能元件，当其中有电流流过时，它总是吸收功率， 消耗电能。 B.电容元件是一种储能元件，它所储存的电场能量与其极板上的电荷量 平方成正比。 C.电感元件是一种储能元件，它所储存的磁场能量与其磁链平方成正比。 D.电压源和电流源是有源元件，当它们与外电路接通时，它们总是发出 电能。
1－19 求图1－43所示电路中的电压Uab。
图1－43
解 设电流I1参考方向如图所示
电气工程学概论答案(第五章)
题 5.2 图L第五章习题参考解答5.1 图示电路中的mH L 10=，pF C 100=。
请分别绘出该电路 阻抗的模和辐角随激励信号频率变化的曲线。
解：θωωωω∠=-=+=Z CL j Cj L j Z )1(1，C L Z ωω1-=，︒±=90θ，612301010100101011=⨯⨯⨯==--LCω；5.2 图示电路中的Ω=k R 1，H L 1.0=。
请分别绘出该电路阻抗的模和辐角随激励信号频率变化的曲线。
解：θωωωω∠=+=+=Z RLjL j Lj R L jR Z 1，2421011.01⎪⎭⎫⎝⎛+=⎪⎭⎫⎝⎛+=ωωωωR L L Z ，⎪⎭⎫ ⎝⎛-︒=⎪⎭⎫ ⎝⎛-︒=--311101.09090ωωθtg R L tg ，0=ω， 0=Z ，︒=90θ；410=ω，70710223=⨯=Z ，︒=45θ；∞=ω，310=Z ， ︒=0θ；ω-ωωZ22103ω15.3图示电路中的Ω=100R ，mH L 1=，F C μ1=。
请分别绘出该电路阻抗的模和辐角随激励信号频率变化的曲线。
解：θωω∠=-+=Z CL j R Z )1(，2634221010101⎪⎪⎭⎫⎝⎛-+=⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=ωωωωC L R Z ， ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=-----ωωωωωωθ45163111010*********tg tg R CL tg ， 4463010162.31010101011⨯==⨯==--LCω；0=ω， ∞=Z ， ︒-=90θ；10104=ω，100==R Z ，︒=0θ；∞=ω，∞=Z ， ︒=90θ；5.4 以 |)(|ωj H ∠)(ωθj 的形式写出下列电路的传递函数。
解：(1) ⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-︒∠+=+==∠-∙∙R L tgL R LLj R L j U Uj j H ωωωωωωθω1221290)()()(； 题 5.3 图L题 5.4 图22ω-2(2) ⎪⎭⎫ ⎝⎛-∠+=+==∠-∙∙R L tgL R R RL j R U Uj j H ωωωωθω12212)()()(；5.5 在图示的无线电接收电路中，Ω=10R 。
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第五章5-1 熄灭电弧的条件是什么？开关电器中常用的灭弧方法有哪些？答：灭弧的条件是去游离率大于游离率。
开关电器中常用的灭弧方法有速拉灭弧法、冷却灭弧法、吹弧灭弧法、长弧切短灭弧法、粗弧分细灭弧法、狭缝灭弧法、采用多断口灭弧法和采用新型介质灭弧法等。
5-2 高压断路器、高压隔离开关和高压负荷开关各有哪些功能？答：高压断路器不仅能通断正常负荷电流，而且能切断一定的短路电流，并能在保护装置作用下自动跳闸，切除短路故障；高压隔离开关的主要功能是隔离高压电源，保证人身和设备检修安全，同时还具有倒闸操作和通断小电流的功能；高压负荷开关可以通断一定的负荷电流和过负荷电流，有隔离开关的作用，但不能断开短路电流。
5-3 倒闸操作的基本要求是什么？答：倒闸操作的基本要求是：合闸送电时，先合上隔离开关，再合上断路器；跳闸断电时，先断开断路器，再断开隔离开关。
5-4 低压断路器有哪些功能？按结构型式可分为哪两大类？答：低压断路器既能带负荷通断电路，又能在线路发生短路、过负荷、低电压（或失压）等故障时自动跳闸。
低压断路器按结构型式分，有塑料外壳式和万能式两大类。
5-5 熔断器的主要功能是什么？什么是“限流”式熔断器？答：熔断器的主要功能是对电路及其设备进行短路或过负荷保护。
“限流”式熔断器是指熔断器的灭弧能力很强，灭弧速度很快，能在短路电流未达到冲击值以前完全熄灭电弧。
5-6 避雷器有何功能？有哪些常见的结构型式？各适用于哪些场合？答：避雷器用于防止雷电产生的过电压沿线路侵入变配电所或其他建筑物内，以免危及被保护设备的绝缘。
避雷器按结构型式分，有保护间隙、管型避雷器、阀型避雷器和金属氧化物避雷器等。
其中，保护间隙和管型避雷器一般用于户外输电线路的防雷保护，阀型避雷器和金属氧化物避雷器主要用于变配电所的进线防雷电波侵入保护。
5-7 Dyn11接线配电变压器和Yyn0接线配电变压器相比较有哪些优点？答：Dyn11接线变压器能有效地抑制3的整数倍高次谐波电流的影响；Dyn11接线变压器的零序电抗比Yyn0接线变压器小得多，更有利于低压侧单相接地短路故障的切除；Dyn11接线变压器承受单相不平衡负荷的能力远比Yyn0接线的变压器大。
5-8 什么是电流互感器的误差？电流互感器的常用接线方式有哪几种？答：电流互感器的误差包括电流误差（比值差）和相位误差（角差）。
电流误差i f 是二次电流的测量值乘以额定变流比i K 与一次电流数值差的百分数；相位差i δ是2I '-&与1I &的相角差。
电流互感器常用的接线方式有一相式接线、两相不完全星形接线、两相电流差接线和三相完全星形接线。
5-9 什么是电压互感器的误差？电压互感器的常用接线方式有哪几种？答：电压互感器的误差吧包括电压误差（比值差）和相位误差（角差）。
比值差u f 是二次电压的测量值乘以额定变压比u K 与一次电压数值差的百分数；相位差u δ是2U '-&与1U &的相角差。
5-10 什么是高压开关柜的“五防”？固定式开关柜和手车式开关柜各有哪些优缺点？答：①防止误跳、误合断路器；②防止带负荷分、合隔离开关；③防止带电挂接地线；④防止带地线合闸；⑤防止误入带电间隔。
固定式开关柜具有价格低，内部空间大，运行维护方便等优点，但体积较大；手车式开关柜具有灵活性好、检修安全、供电可靠性高、安装紧凑和占地面积小等优点，但价格较贵。
5-11 对电气主接线的基本要求是什么？电气主接线有哪些基本形式？各有什么优缺点？答：对电气主接线的基本要求是安全、可靠、灵活、经济。
电气主接线的基本形式有线路-变压器单元接线、单母线接线、单母线分段接线、单母线带旁路母线接线、双母线接线、桥式接线等。
线路-变压器单元接线的优点是接线简单，所用电气设备少，配电装置简单，节约投资。
缺点是该单元中任一设备发生故障或检修时，变电所要全部停电，供电可靠性都不高，只可供三级负荷。
单母线接线的优点是接线简单、使用设备少、操作方便、投资少、便于扩建。
缺点是当母线及母线隔离开关故障或检修时，必须断开全部电源，造成整个配电装置停电；当检修一回路的断路器时，该回路要停电。
单母线分段接线既保留了单母线接线简单、经济、方便等优点，又在一定程度上提高了供电的可靠性。
但仍不能克服某一回路断路器检修时，该回路要长时间停电的显著缺点，同时这种接线在一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线上的所有回路都要长时间停电。
单母线加旁路母线接线解决了出线断路器检修时的停电问题，但其缺点是需要增加一组母线、专用的旁路断路器和旁路隔离开关等设备，使配电装置复杂，投资增大，且隔离开关要用来操作，增加了误操作的可能性。
双母线接线具有以下优点：①轮换检修母线而不致中断供电；②检修任一回路的母线隔离开关时仅使该回路停电；③工作母线发生故障时，经倒闸操作这一段停电时间后可迅速恢复供电；④检修任一回路断路器时，可用母联断路器来代替，不致于使该回路的供电长期中断。
但双母线接线也存在以下缺点：①在倒闸操作中隔离开关作为操作电器使用，容易误操作；②工作母线发生故障时会引起整个配电装置短时停电；③使用的隔离开关数目多，配电装置结构复杂，占地面积较大，投资较高。
桥形接线中四个回路只有三个断路器，投资小，接线简单，供电的可靠性和灵活性较高，适用于向一、二类负荷供电。
5-12 电气设备选择的一般原则是什么？如何校验电气设备的动稳定和热稳定？答：电气设备选择的一般原则是：按正常工作条件选择额定电流和额定电压，按短路情况进行校验动稳定校验和热稳定。
电气设备满足动稳定的条件是max i ≥sh i 或max I ≥sh I ；满足热稳定的条件是t I t 2≥ima t I 2∞。
5-13 某10/0.4kV 车间变电所，总计算负荷为980kV A ，其中一、二类负荷700 kV A 。
试初步选择该车间变电所变压器的台数和容量。
解：因为有一、二类负荷，所以应选两台变压器。
变压器容量应同时满足以下两个条件：6869807.07.030=⨯=≈S S T kV A 且700II)I (30=≥+S S T kV A查附录表A-1，选两台10/0.4kV 、S9—800 kV A 的变压器。
5-14 某厂的有功计算负荷为3000kW ，功率因数为0.92，该厂6kV 进线上拟安装一台SN10-10型断路器，其主保护动作时间为1.2s ，断路器分闸时间为0.2s ，其6kV 母线上的==∞I I k 20kA ，试选择该断路器的规格。
解： A 8.31392.0633000cos 330m ax .=⨯⨯==ϕN W U P I 查附录表A-15，选择SN10—10II/1000型断路器，设备具体参数及计算数据见下表。
5 ima t I 2∞/ （kA 2 .s ） t I t 2/（kA 2 .s ） 合格5-15 试选择图5-63中10kV 馈线上的电流互感器。
已知该线路的最大工作电流为70A ，线路上的短路电流为=k I 4.6 kA ，继电保护动作时间为2 s ，断路器分闸时间为0.2s ，电流互感器二次回路采用2.5mm 2的铜心塑料线，互感器与测量仪表相距4m.。
解：根据额定电压10kV 、额定电流70A ，查附录表A-20，选变比为100/5的LQJ —10—0.5/3型电流互感器，其0.5级的额定负荷阻抗为0.4Ω，225=se K ，90=t K ，s 1=t 。
（1）准确度校验： V A 10VA 4.0522222=⨯==N N N Z I S 查附录表A-25，电流互感器二次侧的负荷统计见下表：仪表型式二次线圈负荷（V A ） A 相C 相 46L1-A0.35 46D1-W0.6 0.6 DS10.5 0.5 总计 1.45 1.1由上表知，其最大负荷为1.45V A 。
取tou R =0.1Ω，则2S ≈)(22tou WL N i R R I S ++∑VA 26.5VA 1.05.253435VA 45.12=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯⨯⨯+=<V A 102=N S （2）动稳定校验： kA 73.5116.455.255.2=⨯==k sh I i满足动稳定要求。
（3）热稳定校验： s 2.22.02=+=+==QF pr k ima t t t t满足热稳定要求。
5-16 某一降压变电所内装有两台双绕组变压器，该变电所有两回35kV 电源进线，6回10kV 出线，低压侧拟采用单母线分段接线，试画出当高压侧分别采用内桥接线、外桥接线和单母线分段接线时，该变电所的电气主接线单线图。
解：高压侧采用内桥接线、外桥接线和单母线分段接线时，该变电所的电气主接线单线图分别如下图所示：5-17 某10kV 母线三相水平平放，型号LMY-60⨯8mm 2，已知21==''∞I I kA ，母线跨距1000mm ，相间距250mm ，跨距数大于2，短路持续时间为2.5s ，系统为无穷大，试校验此母线的动稳定度和热稳定度。
解：（1）热稳定校验： s 5.2==k ima t t查表4-6得，铝母线的热稳定系数2/mm s A 87=C ，因此最小允许截面为母线的实际截面积A =60×8mm 2 =480 mm 2＞min A ，所以热稳定满足要求。
（2）动稳定校验： 55.35kA 2155.2=⨯=sh i kA 由279.286060250>=+-=+-h b b s ，故取K ≈1。
则母线受到的最大电动力为 母线的弯曲力矩为：1014.198410max ⨯==l F M N·m 44.198=N·m 母线的截面系数为：37322m 1048m 6008.006.06-⨯=⨯==h b W 母线的计算应力为：7104844.198W M -⨯==c σ Pa 71013.4⨯=Pa 铝母线排的最大允许应力 Pa 109.67⨯=al σ＞c σ，所以动稳定满足要求。